Processos de Refrigeração e Ar Condicionado: Definições, Tipos e Aplicações, Notas de estudo de Refrigeração e Ar Condicionado

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Processos de Refrigeração

Como Funciona o Refrigerador

Prof. MSc. José Fábio Abreu de Andrade

➢ Refrigeração:

• Definição: Refrigeração é o processo de mover calor de um local para outro, utilizando um refrigerante, em um ciclo fechado;
• Características importantes : ▪ Operação durante todo o ano, sem considerar o sistema ambiente e consequentemente a temperatura de condensação; ▪ Possibilidade de variações de carga térmica em períodos curtos; ▪ Controle de gelo para aplicações em processos contínuos; ▪ Afinidade óleo-refrigerante no caso de sistemas mecânicos, devido a grande variação de temperatura; ▪ Seleção do meio de resfriamento: soluções (álcool, glicol, etc.), recirculação de refrigerante ou expansão direta;

➢ Processos de refrigeração:

• Na verdade, qualquer fenômeno físico ou químico de natureza endotérmica pode ser aproveitado como processo de refrigeração. Dentre muitos nos deteremos principalmente nos processos contínuos, onde se destacam:
• Refrigeração por compressão mecânica de vapor: Consiste basicamente na produção continua de líquido refrigerante, o qual por vaporização possibilita a desejada retirada de calor do meio a refrigerar. Utiliza o fato de que uma quantidade relativamente grande de energia térmica é necessária para converter um líquido em vapor. Este energia térmica é extraída do ambiente a ser refrigerado, fazendo-se com que o líquido vaporize a uma temperatura inferior àquela do ambiente;
• Os sistemas de refrigeração por compressão mecânica de vapor predominam, em função de suas inegáveis qualidades, entre os demais métodos.

➢ Processos de refrigeração:

• Refrigeração por compressão mecânica de vapor:

➢ Processos de refrigeração: Fonte: Prof. João Pimenta UnB, ENM, LaAR, ANPRAC, ABEMI

➢ Processos de refrigeração: Fonte: Prof. João Pimenta UnB, ENM, LaAR, ANPRAC, ABEMI

➢ Processos de refrigeração:

• Absorção: Como inconveniente está o elevado consumo de energia (calor e bombas, consumindo uma quantidade maior de energia do que sua produção frigorífica), muito mais elevado do que nos sistemas de compressão mecânica.
• Como vantagem encontra-se principalmente o fato de utilizar energia térmica em lugar de energia elétrica, podendo utilizar calor residual de algum processo, aplicação em Cogeração. Outras vantagens: simplicidade (ausência de partes móveis), funcionamento silencioso, etc.

➢ Processos de refrigeração: Fonte: 2º Seminário Sulgás de Climatização e Cogeração Industrial

➢ Processos de refrigeração:

• Ejeção de vapor:
• Redução de temperatura de evaporação da água dentro de um tanque, pela passagem de vapor sob alta pressão através de um difusor. Tem suas aplicações em sistemas de ar condicionado de navios;
• Este sistema de refrigeração está baseado no princípio da exposição de água (refrigerante) a baixas pressões fazendo desta forma com que baixe de temperatura. As baixas pressões são obtidas através de um sistema de ejetores de vapor, isto é, vapor a alta pressão (acima de 200 psi) escoa através do ejetor fazendo com que a pressão no tanque evaporador baixe, diminuindo a temperatura da água. O vapor que escoa pelo ejetor é posteriormente condensado;
• Como desvantagens pode-se citar: elevado consumo de vapor, elevado nível de ruído além de um baixo coeficiente de desempenho. Além disso, é necessária uma fonte de vapor de baixo custo. O uso dos sistemas de ejeção a jato só pode ser justificado em situações muito especiais.

➢ Processos de refrigeração:

• Ejeção de vapor:

➢ Processos de refrigeração:

• Refrigeração termoelétrica:

➢ Aplicações:

• Refrigeração doméstica: Abrange a fabricação de refrigeradores e congeladores domésticos. Possuem potências nominais pequenas (até ½ CV) e são do tipo hermético;
• Refrigeração comercial: Abrange projeto, instalação e manutenção de instalações refrigeradas do tipo usado em lojas, restaurantes, hotéis e locais de armazenamento e distribuição de mercadorias perecíveis;
• Refrigeração industrial: Como regra geral são maiores que as comerciais em tamanho e quase sempre requerem um operador de serviço. Aplicações típicas: - indústria de alimentos ⇒ armazenagem, transporte, manufatura ou tratamento térmico (pasteurização do leite); empacotamento de gêneros alimentícios ⇒ carne, peixes, aves, alimentos congelados, etc.; cervejarias; refinarias de óleo; fábricas de produtos químicos ⇒ remoção de calor em reações exotérmicas; fábricas de borracha; construção civil; metalurgia, etc.

➢ Aplicações:

➢ Aplicações: